本文将深入探讨电池包铜铝排挤塑绝缘相关的概念、原理、工艺、质量把控、塑料材料类型及技术要求。
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一、铜铝排挤塑绝缘概念
铜铝排挤塑绝缘，即将塑料材料通过特定工艺紧密包覆在铜铝排表面，形成一层绝缘防护层的技术手段。在电池包中，铜铝排承担着高电流传输的重任，挤塑绝缘层不仅能有效防止铜铝排与周边部件发生电气短路，还能在复杂的工作环境中，为铜铝排提供额外的物理防护，增强其耐磨损、耐腐蚀等性能，确保电池包内电力传输系统稳定运行。
二、挤塑原理
挤塑过程基于热塑性塑料在特定条件下可塑化及成型的特性。
其核心设备为挤出机，工作时，塑料粒子从料斗加入，在螺杆旋转推动下，沿螺杆螺纹槽向机头方向移动。在这一过程中，塑料粒子通过机筒外部电加热和螺杆旋转产生的摩擦热，逐步从固体颗粒转变为粘流态，实现均匀塑化。
当铜铝排同步进入挤塑模具时，塑化好的塑料熔体在螺杆压力作用下，通过模具的特定通道，均匀地包裹在铜铝排表面，冷却定型后形成牢固的绝缘层 。
三、挤塑工艺
1、铜铝排预处理：选用纯度高、导电性良好的 T2 紫铜铝排，对其表面进行清洁处理，去除油污、氧化层等杂质，确保铜铝排表面洁净，为后续挤塑工艺提供良好的附着基础。若铜铝排存在弯曲、变形等情况，需通过整平设备进行校直，保证铜铝排能顺畅通过挤塑设备各环节。
2、塑料准备：依据电池包工作环境及性能要求，选择适配的塑料粒子，如常见的 PVC、PA12 等。对塑料粒子进行干燥处理，去除其中的水分，避免在挤塑过程中因水分气化导致绝缘层出现气孔、气泡等缺陷。
3、挤塑操作：将预处理后的铜铝排和塑料粒子分别送入挤塑机对应位置。设置挤塑机的温度参数，不同区域（如加料段、熔融段、均化段）温度根据塑料特性精准调控，确保塑料充分塑化且不发生过热分解。同时，设定合适的螺杆转速与挤出压力，控制塑料熔体流速及包覆在铜铝排上的均匀性。
4、冷却定型：挤塑后的铜铝排立即进入冷却装置，通常采用水冷或风冷方式。通过精确控制冷却速率与冷却温度，使塑料绝缘层快速且均匀地凝固，固定绝缘层形状，保证绝缘层尺寸精度及物理性能稳定。
5、后处理：对挤塑后的铜铝排进行必要的后处理，如修剪边缘多余的塑料，检查绝缘层表面平整度，对局部不平整处进行打磨处理，确保产品外观质量符合要求。
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四、挤塑质量
1、外观质量：绝缘层表面应光滑平整，无明显划痕、气泡、凹陷、凸起等缺陷。颜色均匀一致，无变色、色差现象。绝缘层与铜铝排结合紧密，无脱层、起皮迹象，尤其在铜铝排弯折处，绝缘层应保持完整，不出现开裂、褶皱。
2、绝缘性能：至关重要的质量指标，通过专业绝缘电阻测试设备，在规定电压下测量铜铝排与绝缘层间的绝缘电阻，应满足电池包设计要求，一般需达到兆欧级以上。同时，进行耐电压测试，在一定时间内施加高于正常工作电压的测试电压，绝缘层不应出现击穿、闪络等现象。
3、尺寸精度：绝缘层厚度均匀，偏差控制在极小范围内，保证在电池包有限空间内，各部位铜铝排绝缘性能一致。铜铝排整体尺寸，包括宽度、厚度及长度等，需符合设计图纸规定，确保与电池包内其他部件精准装配。
五、挤塑用塑料材料类型
1、PVC 挤塑绝缘
特性：挤塑形成连续绝缘层，成本极低，加工高效，绝缘电阻≥100MΩ（适用于≤600V 低压场景）。
局限：长期耐温≤70℃，高温易软化并释放 HCl，不符汽车环保要求。
应用：低端储能或非车载低压铜排。
2、PA12（聚十二内酰胺）挤塑绝缘
特性：挤塑层附着紧密，低温韧性优异，长期耐温 105℃（短期 120℃），绝缘电阻≥1000MΩ，介电强度 25kV/mm 以上（适用于 600V-1500V 中高压）。
优势：吸水率仅 0.1%，抗冲击强度50kJ/m²，耐弯折、抗振动。
应用：车载电池包中高压连接铜排，尤其需弯折布线场景（如模组间连接）。
3、PPS（聚苯硫醚）挤塑绝缘
特性：挤塑层刚性与耐热性兼具，长期耐温 200-220℃（短期 260℃），UL94 V-0 级阻燃，介电强度≥30kV/mm（适用于 1500V 以上高压）。
优势：成本与PA12相当，耐电弧120s，耐电解液腐蚀，寿命为 PA12 的 2-3 倍，加工流动性好、附着力强。
应用：高端动力电池包高压主线、快充大电流铜排及高功率储能系统。
来源：江苏欧瑞达新材料
4、其他材料：如一些高性能工程塑料，具备更高的耐热性、阻燃性等特殊性能，可根据电池包的高端应用需求及特殊工况进行选用。像在高温环境下工作的电池包，可考虑使用聚醚醚酮（PEEK）等耐热塑料作为挤塑绝缘材料；在低温环境下工作，可考虑TPE（热塑性弹性体）。
六、技术要求
1、电气性能要求：绝缘层的体积电阻率、介电常数、介质损耗因数等电气参数需满足电池包电气设计规范，确保在不同工作电压、频率下，能有效阻隔电流泄漏，保障电力传输安全。
2、机械性能要求：具备一定的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性，以承受电池包在装配、使用过程中可能受到的机械外力作用，如振动、挤压等，避免绝缘层损坏。
3、环境适应性要求：在电池包工作的温度范围（如 – 40℃~85℃）内，绝缘层的性能应保持稳定，不发生脆化、软化、变形等情况。同时，能适应高湿度、盐雾等恶劣环境，具有良好的防潮、防腐蚀性能。
4、阻燃性能要求：为防止电池包内部发生火灾时火势蔓延，挤塑绝缘材料需具备良好的阻燃性能，达到相应的阻燃等级标准，如 UL94 V-0 级，在燃烧时能迅速自熄，减少火灾风险。
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